Στη χημεία, ποιος είναι ο αριθμός οξείδωσης;
Τα άτομα συνδυάζονται μέσω της παροχής και της αποδοχής αρνητικά φορτισμένων ηλεκτρονίων, σχηματίζοντας ιοντικό δεσμό ή κοινόχρηστα ηλεκτρόνια, σχηματίζοντας ομοιοπολικό δεσμό.Συνήθως, οι ιοντικοί δεσμοί σχηματίζονται μεταξύ μετάλλων και μη μετάλλων, ενώ οι ομοιοπολικοί δεσμοί σχηματίζονται μόνο μεταξύ μη-μετάλλων.Ο αριθμός οξείδωσης ενός ατόμου αντιπροσωπεύει τον αριθμό των ηλεκτρονίων που έχει δώσει, αποδεκτή από ή μοιράζεται με άλλα άτομα και θα είναι θετικός όταν έχει χάσει ή κοινά ηλεκτρόνια και αρνητικά όταν έχει κερδίσει ή μοιράζεται τα ηλεκτρόνια του άλλου ατόμου.
Αρχικά, οξείδωσησήμαινε να συνδυάζει με οξυγόνο.Η αντίθετη διαδικασία, η απομάκρυνση του οξυγόνου, ήταν γνωστή ως μείωση.Για παράδειγμα, όταν το ασβέστιο συνδυάζεται με οξυγόνο, το οξυγόνο αφαιρεί δύο ηλεκτρόνια από το ασβέστιο, αποκτώντας ένα φορτίο -2, αφήνοντας το ασβέστιο με φορτίο +2.Έχει σχηματίσει ένας ιοντικός δεσμός.Το ασβέστιο έχει οξειδωθεί και μειώνεται το οξυγόνο, δίνοντάς τους αριθμούς οξείδωσης +2 και -2, αντίστοιχα.Η ομοιοπολική συγκόλληση περιλαμβάνει επίσης οξείδωση και μείωση: για σχηματισμό νερού, δύο άτομα υδρογόνου συνδυάζονται με ένα άτομο οξυγόνου, το καθένα που μοιράζεται ένα ηλεκτρόνιο μαζί του.Οι αριθμοί οξείδωσης των δύο ατόμων υδρογόνου είναι το καθένα +1 και το άτομο οξυγόνου -2.
Η οξείδωση δεν χρειάζεται να περιλαμβάνει οξυγόνο.Σήμερα, η οξείδωση σημαίνει απλώς απώλεια ηλεκτρονίων και μείωση, κέρδος ηλεκτρονίων.Κατά κανόνα, τα στοιχεία προς την κάτω αριστερή γωνία του περιοδικού πίνακα έχουν τη μεγαλύτερη τάση να χάσουν ηλεκτρόνια, ενώ εκείνοι προς την πάνω δεξιά γωνία έχουν τη μεγαλύτερη τάση να κερδίζουν ηλεκτρόνια.Το οξυγόνο έχει έντονη τάση να απομακρύνει τα ηλεκτρόνια από άλλα στοιχεία και επομένως είναι ένας οξειδωτικός παράγοντας.Ωστόσο, άλλα στοιχεία μπορούν επίσης να οξειδώσουν.Το φθόριο, για παράδειγμα, είναι ένας ακόμη ισχυρότερος οξειδωτικός παράγοντας. Ο αριθμός οξυγόνου οξυγόνου είναι συνήθως -2, αλλά πολλά στοιχεία μπορούν να έχουν περισσότερους από έναν πιθανούς αριθμούς οξείδωσης.Για το σίδηρο μπορεί να είναι +2 ή +3, ενώ για το υδρογόνο είναι +1 όταν συνδυάζεται με μη -μετάλλια, όπως στο νερό (h
2o), αλλά -1 όταν συνδυάζεται με μέταλλα, όπως στο υδρίδιο νατρίου (Na+ h -), όπου δέχεται ένα ηλεκτρόνιο.Ο αριθμός οξείδωσης αζώτου μπορεί να κυμαίνεται από -3 έως +5.Οι αριθμοί οξείδωσης των ιόντων σε μια ιοντική ένωση είναι ισοδύναμοι με τις φορτίες των ιόντων, ενώ εκείνα των ατόμων σε μια ένωση προστίθενται πάντα στο μηδέν.Για παράδειγμα, ένα άτομο θείου μπορεί να συνδυαστεί με τέσσερα άτομα οξυγόνου για να σχηματίσουν μια ομάδα θειικού άλατος (έτσι 4
2-) με αριθμό οξείδωσης -2.Η αμμωνία, μια ένωση αζώτου και υδρογόνου με τον τύπο NH 3 , μπορεί να συνδυαστεί με ένα πρόσθετο άτομο υδρογόνου για να σχηματίσει την ομάδα αμμωνίου NH 4 +, με αριθμό οξείδωσης +1.Αυτό συμπεριφέρεται σαν μέταλλο και σχηματίζει ιοντικές ενώσεις όπως θειικό αμμώνιο ((NH 4 +) 2 SO 4 2- ), όπου δύο ομάδες αμμωνίου συνδυάζονται με μία ομάδα θειικού.